量子“隐形传输”可以帮助我们前所未有地传输数据

在一项新的研究中，一种设备有助于纠正在量子水平上丢失的数据。

中继系统捕捉到错误的光子，并将它们推回到流中。

随着数据传输速度的加快，这一过程放大了少量丢失的光子。

现代社会最大的问题之一是如何在越来越大的空间中最好地传输大量数据。现在，量子理论家提出“隐形传态”——《星际迷航》和威利·旺卡之前梦想过的东西，可能是解开真正无损数据传输的量子秘密。

在一项新的研究中，来自澳大利亚布里斯班格里菲斯大学国家标准与技术研究所(NIST)和量子工作组的科学家们提出，量子数据传输可能会让我们大吃一惊。他们的研究在数据传输过程中进行捕获和恢复杂散光子的实验，发表在《自然通讯》杂志上。

我们将通过想象一些不同的数据场景来设置场景。想想简单的电报机，一根电线携带一个信号，每次在一个安静的空间传输。当电子在分子水平上交换时，这些电刺激来回移动。在最简单的层面上，这就是电。

现在，想象一个计算机网络，文件在服务器之间或在不同的工作站之间来回传递。这些文件的传送看起来像闪电一样快，但实际上，不同的部分在一次一个地来回传递。管理它的算法甚至有“碰撞检测”，以确保当电缆中的碎片碰撞时，数据丢失更少。

这两种场景都涉及到传递数据。它们在复杂性上看起来非常不同，但都代表了一个简单的范式:连续流。在这些情况下，数据从一个方向或另一个方向倾泻，就像水从水罐中流出一样。有时它是交替的，但水流在管道中仍然是连续的。

关于连续或线性的信息流还有另一件事:会有损失。即使在计算机网络中，数据包有时也会发生碰撞或丢失。例如，在一个大规模的本地光纤网络中，光在光纤内部反射，光本身的性质不可避免地会造成一些损失。研究人员写道:“损耗引起的噪声，例如散射和衍射，在长距离信息传输中是不可避免的。”

即使是尖端的数据传输，比如连接整个城市或国家的大型光纤干线，弹跳的光粒子也是整个技术的动力。这些技术会释放光子，因此寻找减少光子损耗的方法本身就是一个巨大的产业。我们发送的数据越多，微小的损失加起来就会造成越多的实际数据损失。

为了研究损失，科学家们首先设置了一个实验，在这个实验中，一个不重要的光子被反弹到一个有意使其在干扰噪声中丢失的位置。为了控制损耗，他们首先应用了一种叫做无噪声线性放大器的装置。当它工作时，这个设备似乎“捕获”了错误的光子，将其返回到量子状态，并将其放大到数据的健康部分。

研究人员说:“一个工作中的长距离量子通信信道需要一种机制来减少这种信息损失，这正是我们在实验中所做的。”“我们的工作实现了所谓的量子中继，这是这个远程通信网络的关键组成部分。”

接下来，研究人员想要在远距离量子密码术中测试这种方法。在那之后，他们可以开始梦想一个真正安全的全球量子网络。